CC BY
325
Социально-экономические и гуманитарные науки
УДК 553.98 ' = • • . '
ДОБЫЧА НИОБИЯ В РОССИИ
Г.Ю. Боярко*, В.Ю. Хатьков**
, , * Томский политехнический университет
** Аппарат Правительства Российской Федерации . ' '
E-mail: [email protected]
Добыча ниобия в России осуществляется на Ловозерском месторождении (Мурманская область) в виде лопаритового концентрата и на Татарском месторождении (Красноярский край) в виде пирохлоровото концентрата, а переработка ~ на Соликамском магниевом (Пермская область)"и Ключевском ферросплавном (Свердловская область) заводах. В результате вертикальной интеграции российских потребителей ниобия с добывающими предприятиями ликвидирована зависимость от импорта ниобиевых продуктов. Возможно вовлечение в производство нового редкоземельно-ниобиевого месторождения Томтор (Республика Саха-Якутия) и восстановление прежнего уровня добычи на Етыкинском тантало-ниобиевом месторождении (Читинская область). Ввиду наличия естественной мировой монополии бразильских продуцентов ниобия, российским ниобийдобы-вающим предприятиям следует ориентироваться преимущественно на металлургический рынок России, Украины, Казахстана и Китая.
Ниобий - тяжелый тугоплавкий металл, обладающий высокой пластичностью, коррозионной стойкостью, хорошей свариваемостью и малым сечением захвата тепловых нейтронов. Он входит в состав жаропрочных и сверхпроводящих сплавов, а стали, легированные ниобием, обладают высокой прочностью и значительной пластичностью, моро-зо- и коррозионностойкостью. Основное потребление ниобия приходится на производство трубной продукции большого диаметра для магистральных трубопроводов из низколегированных (0,07...0,08 % №)) сталей. Низколегированные ниобиевые стали находят применение при изготовлении строительных конструкций, мостостроении, в дорожном и горном машиностроении, авиа- и автомобилестроении, при изготовлении оборудования для глубокого нефтяного бурения, аппаратуры для химической и нефтехимической промышленности и т.д. Сплавы ниобия с оловом, титаном и цирконием широко используются при изготовлении сверхпроводящих соленоидов для мощных электромагнитов, применяемых в магнитных сепараторах, ускорителях заряженных частиц, МГД-генераторах. Синтетические монокристаллы ниобатов лития и свинца используются в оптических затворах и акустоэлект-ронных устройствах. Объем мирового потребления ниобия составляет 25...26 тыс. т в год, причем наблюдается его отчетливый рост на 2...2,5 % в год [1-5]. Лидируют в потреблении ниобия Япония (30 % мирового спроса),,США (около 25 %) и страны Европейского Союза. Цены на ниобиевые продукты приведены в таблице. г
Ниобий извлекается гидрометаллургическими и пирометаллургическими методами из концентратов ниобиевых минералов - пирохлора {NaCaNb206F} (до 90 % мирового предложения), колумбит-танта-лита {(Fe,Mn)(Nb,Ta)206} (до 5 %) и лопарита {(Ca,TR)(Ti,Ta,Nb)02} (только в России). При их переработке попутно извлекается тантал (в отношении Ta/Nb= 1/10), а из лопарита - еще редкоземельные металлы и титан.
Мировая добыча ниобия составляет 25,7 тыс. т (2002 г.), причем 22 тыс. т приходится на бразильскую компанию Companhia Brasileira de Metalurgia e Minera^So Cia Brasileira de Metalurgia Minera?ao (CBMM), которая является естественным монополистом в производстве пирохлоровых концентратов, феррониобия (до 18 тыс. т в год), ниобия ме-
Таблица. Цены на ниобиевые (и попутные танталовые) продукты [1,3~6]
Товарные продукты Цены, $ США за кг
Пирохлоровый концентрат (в пересчете на N^05) 6,0...6,5
Колумбитовый концентрат (в пересчете на N1^05) 6,5...7,0
Танталитовый концентрат (в пересчете наТа205) 65.. /75
Лопаритовый концентрат 1,1-
Феррониобий 14,5...15,5
Ниобий металлический 14,0.. Л 4,5
Тантал в порошке ,. ■ 200...230
Тантал металлический 200...210
таллического и тантала. Она ведет отработку площадной коры выветривания на карбонатитовом массиве Араша (штат Амазонас) со средним содержанием 2,5 % Nb205 (4,3 млрд т руды) и оловоруд-ном месторождении Питанга содержащим 4,3 % Nb205 (30 млн т руды). Часть концентратов СВММ перерабатывается консолидированной компанией Catalao de Goäis (Mineralo Cataloa), выпускающей в год до 3,5 тыс. т феррониобия. В качестве резерва на территории Бразилии в пределах национального парка Пику-да-Неблина находится месторождение Сейс-Лагос с запасами 2,9 млрд т руды со средним содержанием Nb205 2,8 %. В Канаде добыча ниоби-евых руд осуществляется на месторождении Сент-Оноре (рудник Ниобик, штат Квебек) со средним содержанием Nb205 0,6 %. Добычей руд и переработкой концентратов занимаются две фирмы - Teck Corp. и Cambior Inc., которые в 2002 г. поставили на мировой рынок 3,2 тыс. т феррониобия. В крайне небольших количествах различные ниобиевые продукты (главным образом пирохлоровые концентраты) производят в Австралии (месторождение Грин-бушес), Нигерии (Плато Джое), Мозамбике (Мбея), Замбии (Луэш) и Конго (Маноно-Китололо).
В эпоху плановой экономики СССР добывал и производил до 2000 т ниобиевых продуктов (в пересчете на оксид ниобия), занимая третье место по добыче (после Бразилии и Канады) и четвертое по потреблению (после Японии, США и Германии). После развала единого экономического пространства на национальные анклавы СНГ технологическая цепочка редкометальной промышленности была разорвана, отдельные ее фрагменты стали нерентабельными. В результате этого российские потребители вынуждены стали удовлетворять свои потребности в ниобии путем экспорта 100...200 т ниобиевых сплавов в год (в основном из Бразилии).
Единственным сохранившимся действующим добычным предприятием на территории России являются ОАО Северные редкие металлы (бывший Ловозерский ГОК) в п. Ловозеро Ревдинского района Мурманской области и его оператор горных работ ОАО Ловозерская горная компания на рудниках Карнасурт и Умбозеро. Здесь на уникальном по запасам Ловозерском редкоземельно-ниобий-танталовом месторождении (бедным по содержанию Nb205 - всего 0,24 %) из лопаритсодержащих нефелиновых сиенитов добывалось до 25 тыс. т лопаритового концентрата в год, содержащего 6...8 % Nb, 0,5 % Та, 36...38 % TR и 38...42 % Ti. До 10 тыс. т лопаритового концентрата перерабатывается на ОАО Соликамский магниевый завод (основной владелец - СП Russia Growth Fund), где путем хлорирования получают гидрооксид ниобия,, которые является промпродуктом для получения металлического ниобия (на Иртышском химико-металургичес-ком заводе в г. Усть-Каменогорск, Казахстан). В настоящее время Соликамский магниевый завод производит ежегодно 700...750 т оксидов ниобия и 70...80 т оксида тантала, полностью идущих на экс-
порт. Остальные 10...12тыс. тлопаритового концентрата ранее перерабатывались в А5> 8Пте1 (г. Силла-мяэ, Эстония) по сернокислой схеме до металлического ниобия и феррониобия. В настоящее время 5Пте1 отказался от покупок лопаритового сырья и перешел на более технологичные пирохлоровые концентраты из Бразилии и Нигерии. Соответственно упал и выпуск лопаритового концентрата Сев-редметом (до 8... 10 тыс. т), что привело это предприятие на грань банкротства. Попытка организации в 2000 г. собственного гидрометаллургического производства с получением феррониобия ввиду отсутствия требуемых инвестиций (100 млн $ США) не увенчалась успехом. В настоящее время владельцем АО Севредмета является компания ЗАО Компания ФТК (Финансы, технологии, консультации) (г. Москва), совладелец Соликамского магниевого завода (14 % акций), но реального выхода из сложившейся ситуации ограниченности спроса лопаритового сырья пока не видно [7, 8]. Иртышский химико-металургический завод тоже находился на грани банкротства и к 1996 г. прекратил выпуск ниобиевых продуктов, но в 2000 г. из него выделилось дееспособное подразделение ТОО КазНиобий ИХМЗ, которое начало выпускать до 60...80 т металлического ниобия в год, используя в качестве сырья соликамский гидрооксид ниобия. Переработка танталовых промпродуктов в СНГ осуществляется на ОАО Ульбинском металлургическом заводе НАККазатомпром (г. Усть-Каменогорск, Республика Казахстан), где производятся изделия из ниобия - порошок, слитки, прокат.
Другие российские предприятия, работавшие ранее на более богатых рудах, к 90-м годам XX века выработали их и при переходе на рыночную экономику закрыли свои убыточные производства. Это Вишневогорское рудоуправление (Челябинская область), разрабатывавшее одноименное месторождение, Малышевское РУ (Свердловская область), полностью отработавшее месторождение редкометаль-ных пегматитов Липовый луг, Орловский ГОК (Читинская область), отработавший Орловское месторождение и Забайкальский ГОК (Читинская область), остановивший добычу на Завитковском и Этыкинском месторождениях. Пирохлоровые и ко-лумбит-танталитовые концентраты этих предприятий перерабатывались на Ключевском заводе ферросплавов (пос. Двуреченск Сысертского района Свердловской области), который производил из них феррониобий и ниобиевые лигатуры.
Оздоровление редкометальной промышленности России произошло по инициативе потребителей ниобия - череповецких металлургов ОАО Северсталь (г. Череповец, Вологодская область). С целью ликвидации экспортной зависимости от ниобия этот холдинг организовал дочернее предприятие ОАО Стальмаг (г. Красноярск) по добыче пирохло-ровых концентратов из коры выветривания Татарского вермикулит-ниобат-фосфорного месторождения на одноименном карбонатитовом массиве, рас-
положенном в Мотыгинском районе Красноярского края |9|. В конце 2000т. на этом месторождении пущена фабрика первичного обогащения мощностью до 90 тыс. т руды в год. Из полученного концентрата, поставляемого на Ключевский завод ферросплавов, производится 150:..200 т феррониобия в год. С вводрм второй очереди производительность рудника будет увеличена вдвое,
В 2001 г. ОАО Забайкальский ГОК (п. Первомайский Шилкинского района Читинской области), занимавшийся в последние годы добычей флюорита и золота, возобновил отработку Этыкинского тан-тал-ниобий-оловянного месторождения в редкоме-тальных гранитах Этыкинского массива. Среднее содержание тантала в рудах - 0,031 %, ниобия -0,1 %, олова - 0,2 %. В 2001 ^добыто (в пересчете на металл) 40 т тантала, 60 т ниобия, 100 т олова. К 2005 г. планируется в пять раз увеличить мощности по добыче. На базе Забайкальского ГОКа в п. Первомайский ведется строительство гидрометаллургического цеха по производству фтортанталата калия и пентоксида ниобия. Из:этыкинских руд могут также извлекаться'и литиевые концентраты при среднем содержании в рудах Ы20 - 0,11 %. В рамках государственной программы "Добыча, производство и потребление лития, бериллия, тантала, олова, ниобия (ЛИБТОН)" планируется также возобновление добычи Забайкальским ГОКом на За-витинском литии-ниобиевом месторождении споду-меновых пегматитов [10].
Среднее содержание 1Л20'в завитинских рудах 0,692 %, товарный продукт - сподуменовый концентрат, а ниобий и тантал здесь являются лишь по-
путными продуктами при среднем содержании в рудах Та205 -0,0139 % и №>205 -0,02%.
Компания ЗАО Алроса (г. Мирный, Республика Саха-Якутия) по программе диверсификации своего алмазного бизнеса осуществляет подготовку горного проекта отработки участка Бурный уникального по запасам и качеству руд ниобий-редкоземель-ного месторождения Томтор в Оленекском улусе Республики Саха-Якутия. Этот фрагмент месторождения представляет собой озерную россыпь ближнего сноса, сформировавшуюся за счет перемыва коры выветривания Томторского карбонатитового массива. Среднее содержание ЫЬ205 составляет здесь 6,71 %, У - 0,59 %, 8Т11 - 9,53 %. Проектом разработки участка Бурный планируется первоначальный годовой объем переработки горной массы 13,73 тыс. м3, и извлечение пирохлорового концентрата, содержащего 583 т ЫЬ205, и редкоземельного концентрата, содержащего 690 т оксидов редкоземельных металлов (У203, Се02, Ьа203, Рг6Ои, 8ш203, №203, Еи203, 8с203). В дальнейшем планируется увеличение мощностей добычи до 30 тыс. м3 руды и выпуску до 2000 т пирохлорового концентрата в пересчете на №205 [11].
Небольшое производство по опытной добыче существовало при разведке Белозиминского ниобиево-фосфатного месторождения (1984-1986 гг.) в Тулун-ском районе Иркутской области. Рудные образования представляют собой площадную кору выветривания по карбонатитам (содержащим 0,24 % №>205), в богатых блоках которой на участках Основной и Ягодный среднее содержание МЬ205 составляет 1,06 и 1,39 %, соответственно [1, 12]. Однако сквозное
Рисунок. Схема размещения ниобиевых. месторождений и компаний, добывающих и перерабатывающих ниобий.
1) месторождения ниобия ■2) холдинги ниобийдобывающих компаний; 3~5) рудники: 3) действующие, 4) вводимые в производство, 5) закрытые или остановленные; 6) перерабатывающие предприятия
извлечение Nb205 при этих опытах не превысило 30 %. В качестве попутного сырья из белозиминс-ких руд может быть получен фосфатный (апатит + франколит) концентрат, при исходном содержании Р205 в рудах - 11,25%.
На базе ликвидированного Орловского ГОКа в 2000 г. было сформировано новое предприятие ОАО Ново-Орловский ГОК (п. Новоорловский Агинского района Читинской области), восстановлены опытная обогатительная фабрика № 1 и танталовая секция обогатительной фабрики № 2. Объектом добычи здесь служат техногенные месторождения (отвальный комплекс) вольфрамового производства Орловского ГОКа, вмещающие 5190 т W, 550 т Nb и 440 т Та. Ориентировочный выход тантала и ниобия - до 10...20 т в год.
С целью извлечения тантала и ниобия на Ключевском заводе ферросплавов периодически перерабатываются шлаки оловянных плавок ОАО Новосибирский оловянный завод. В пересчете на годовую реализацию выпуск ниобия и тантала из сырья Новосибирского оловянного завода не превышал первых тонн.
Из других ниобийевых и тантало-ниобиевых месторождений России следует отметить [12]:
- Большетагнинское фосфор-ниобиевое месторождение, расположенное в 12 км к западу от Бело-зиминского месторождения (Иркутская область) и приуроченное к кальцит-микроклиновым кар-бонатитам одноименного карбонатитового массива. Среднее содержание Nb205 в рудах составляет 1,02 %.
- Среднезиминское урон-ниобий-фосфорное месторождение, расположенное в 18 км к югу от Бело-зиминского месторождения (Иркутская область) и приуроченное к кальцит-микроклиновым кар-бонатитам. Средние содержание Nb205 в рудах составляет 0,10...0,18 %, урана до 0,02 %, фосфора - 2,5...3,5 %. Месторождение проблемное, в первую очередь, из-за низких концентраций полезных компонентов и высокой радиоактивности руд.
- Участок Неске-Вара Вуориярвинского ниобиевого месторождения расположен в Кандалакшинском районе Мурманской области. Он представляет собой крупный
- рудный блок апатит-магнетитового состава с вкрапленностью бадделеита и пирохлора. Среднее содержание Nb2Os в рудах участка - 0,53 %, Та205 - 0,017 %. Месторождение находится в непосредственной близости от действующего предприятия ОАО Ковдорский ГОК, добывающего железные руды с попутным выпуском апатитового и бадцелеитового (Zr- и TR-содержащего) концентратов. Месторождение мелкое - всего 6,2 тыс. т Nb205 и 200 т Та205, но эти руды вписываются в технологическую цепочку Ковдорс-кого ГОКа, и этот объект легко может быть вовлечен в эксплуатацию.
- Улуг-Танзёкское ниобий-редкоземельное месторождение (Республика Тыва) представляет собой минерализованные зоны рудоносных (пирохлор, колумбит-танталит, циркон, литиевые, берилли-евые и редкоземельные минералы) кварц-альбит-микроклиновых метасоматитов. Месторождение оценивалось в 90-е годы XX века и осталось недоразведанным. Содержание №205 -0,2 %, Та205 - 0,0155 %, БТИ - 0,063 % (доля ит-триевых элементов 30...40 %), 1л20 - 0,086,1хОг - 0,4 %. Технологической схемой обогащения руд предусматривается получение №>, Та, Ъг, Щ
ТИ (У), и, и, ЯЬ.
- Катугинское иттриевоземелъно-ниобий-циркони-евое месторождение рудоносных приразломных щелочных (кварц-альбит-микроклиновых) метасоматитов расположено на севере Читинской области в 140 км от станции Новая Чара на Байкало-Амурской магистрали. Среднее содержание №>205 в рудах - 0,31, Та205 - 0,019 %, 8ТЯ -0,25 % (доля иттриевых элементов 40...50 %), гг02 - 1,38 %. Инвестиционный проект освоения этого месторождения разрабатывает Забайкальский ГОК.
- Горноозерское ниобиевое месторождение расположено в Усть-Майском улусе Республики Саха-Якутия и приурочено к одноименному карбона-титовому массиву. Месторождение изучено только с поверхности, его оценка весьма слабая. Пи-рохлоровая минерализация приурочена к линейным зонам магнезиальных карбонатитов. Среднее содержание №>205 по ограниченному числу проб - 0,25 %. На месторождении выявлена также озерная россыпь пирохлора, которая осталась неоцененной. По аналогии с Томторским месторождением она может быть достаточно богатой.
- Вишняковское танталовое месторождение расположено в Иркутской области в 110 км от станции Тайшет и связано с ней автодорогой. Жильные тела редкометальных пегматитов мощностью до 40 м содержат танталитовую, бериллие-вую и липедолитовую (литиевую) минерализацию. Среднее содержание Та205 составляет 0,0198 %, а по отдельным жилам участка Рябиновый - 0,023...0,03 %. Возможно попутное извлечение лития при среднем содержании 1л20 -0,086 %, а также бериллия. Содержание №>205 невысокое - 0,02 %, но при добыче танталового сырья ниобий будет извлекаться уже как попутный компонент. Месторождение требует дораз-ведки [13].
В целом действующие мощности по добычи ниобиевого сырья уже обеспечивают потребности российских металлургов в ниобиевых легирующих добавках (200...250 т в год), и даже с учетом роста потребности трубной продукции для магистральных трубопроводов только плановое развитие мощностей Стальмага и Забайкальского ГОКа может пере-
крыть новые объемы спроса вплоть до 2005 г. (до 600...800 т).
Проблемы Севредмета и Соликамского МЗ необходимо решать их владельцам (Компании ФТК и Russia Growth Fund) в рамках создания единой технологии переработки комплексного ниобиевого-ред-коземельного сырья с получением конечных товарных продуктов (индивидуальных редкоземельных металлов и их оксидов, феррониобия, металлических ниобия и тантала) и создании достаточных мощностей для годовой переработки-22...25 тыс. т лопари-тового концентрата. Этот холдинг может выпускать в год до 1000 т ниобиевых и до 100 т танталовых продуктов. . :■.
Реализация продукции реконструированного Севредмета и нового добычного предприятия Ап-росы на Томторском месторождении требует уже выхода за пределы российского рынка. Выход на мировой рынок ограничен политикой мирового монополиста ниобиевой продукции - бразильской компании СВММ. Имея самую низкую себестоимость добычи и переработки ниобиевого сырья, она может контролировать уровень мировых цен, препятствуя появлению серьезных конкурентов. Российским производителям избыточной ниобиевой продукции необходимо ориентироваться на солидарный рынок металлургии стран СНГ (Украины, Казахстана) и растущий рынок потребления металлургии Китая. Кроме сектора металлургии необходимо серьезно изучить тенденции развития в ближайшие 20 лет мировых энергосберегающих технологий на основе сверхпроводящих систем электропередачи, основанных на ниобиевых сплавах, на производство которых потребуется до 5 тыс. т в год.
Имеющихся производственных мощностей Ключевского завода ферросплавов хватает для про-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Елютин А.В., Чистов Л.Б., Эпштейн Е.М. Проблемы освоения минерально-сырьевой базы ниобия // Минеральные ресурсы России. Экономика и управ-
" ление. - 1999. - № 3. - С. 22-29.
2. Кудрин B.C., Кушпаренко Ю..С., Петрова Н.В. и др. " Минеральное сырье. Ниобий й тантал. Справочник.
- М.: Геоинформарк, 1998. - 63 с.
3. Минеральные ресурсы мира на начало 2001 года. -М.: Аэрогеология, 2002. - Т. 2. - 476 с.
4. Mineral commodity summaries "2003. - Pittsburgh, PA (USA): USGS, 2003. - 196 p.'!
5. Niobium. Mineral annual review 2001. - Pittsburgh, PA (USA): USGS, 2002. - P. 21.1-28.14.
6. Metal prices in the United States through 1998. -Pittsburgh, PA (USA): USGS; 1998. - 179 p. •
7. Виньков А. На рынке ниобия России и стран СНГ // Эксперт. - 13 августа 2001 года.
8. Жевелюк И.'Охота за "движимым" имуществом // Норд-Вест-Курьер. - № 41 (54):- 21-27 ноября 2002 года. т
изводства 1500 т феррониобия в год, 1000 т N¿-N5 сплава и 500 т Сг-№-М-лигатуры. Таким образом, объемы предлагаемых к переработке пирохлоровых продуктов Стальмага, Забайкальского и Ново-Ор-ловского ГОКов, а также планируемых к поставке с Томторского месторождения, могут быть приняты к переделу этим предприятием. Для производства товарных металлических изделий из ниобия и тантала российским компаниям можно использовать толлинговые схемы работы с казахстанскими компаниями КазНиобий - Иртышский химико-металлургический завод и Ульбинский металлургический завод. В случае улучшения конъюнктуры сверхпроводящих материалов реален и вариант организации на территории России производства по выпуску ниобиевого проката. Такое производство существовало ранее на Опытном химико-металлургическом заводе ГИРЕДМЕДа (г. Подольск, Московской области) и Опытном заводе тугоплавких металлов и твердых сплавов (г. Москва).
Создание новых производств по добыче и выпуску ниобиевой продукции возможно также в рамках попутного их извлечения при освоении месторождений других полезных ископаемых - например Катугинскогоиттриеворедкоземельно-циркониево-го, Вишняковского танталового, Завитинского литиевого и др. Ввод этих объектов будет давать дополнительное предложение всего в первые десятки т ниобия, что не может серьезно отразится на рынке его спроса.
Освоение же месторождений дальнего резерва (Улуг-Танзекского в Республике Тыва и Гусиноозер-ского в республике Саха-Якутия) в условиях избыточного предложения ниобиевого сырья более дееспособных компаний, работающих на богатых и легкообогатимых рудах, вряд ли целесообразно.
9. Семененко Ю. Российский ниобий. Первая ласточка из Сибири // Природо-ресурсные ведомости. - 31 августа 2001 года, http://gazeta.priroda.ru.
10. Сайтов Ю.Г., Харитонов Ю.Ф., Шевчук Г.А. Минерально-сырьевая база Читинской области. Перспективы освоения и развития: Часть 2 // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2002. -№ 5. - С. 8-20.
11. Темнов A.B. Геолого-технические проблемы отработки ультрабогатых редкометалльных руд Томторского месторождения // Природные и техногенные россыпи и месторождения кор выветривания на рубеже тысячелетий. Тез. докл. XII Междунар. совещ'. - М.: ИГЕМ РАН, 2000. - С! 345-347.
12. Эпштейн Е.М., Усова Т.Ю., Данильченко H.A. и др. Ниобий России: состояние, перспективы освоения и развития минерально-сырьевой базы // Минеральное сырье. Серия геолого-экономическая, № 8. - М.: ВИМС, 2000. - 103 с.
13. Кудрин B.C., Рожанец A.B., Чистов Л.Б. и др. Тантал России: состояние, перспективы освоения и развития минерально-сырьевой базы // Минеральное сырье*. Серия геолого-экономическая, № 4. - М.: ВИМС, 1999.-90 с.
